前言
随着自动化、半自动化在各行各业的普及深入，散状料自动加料系统已成为钢铁冶炼生产线一个的环节。某炼钢厂散状料加料系统共有石灰、白云石高位料仓四个，散状料加料系统所加入的石灰、白云石用量用PLC进行控制。采用固定称量斗称量石灰、白云石;石灰、白云石按品种经上料系统分别装入高位料仓，1号和2号料仓装石灰，3号和4号料仓装白云石。料仓中实际储料情况可用料位计或料仓质量信号来反映，低于下及时补料。加料时PLC按冶炼需要，接受需加入电炉内石灰、白云石种类和质量的设定值，按选定料仓控制其振动给料机向称量斗送料，在送料过程中监测称量斗内该物料的质量变化，称量传感器检测进入称量斗物料的质量并将代表质量的信号送入称量杏送器。称量变送器完成去皮量、定标功能后，将净石灰、白云石质量转变为统一的4一20 mA信号送给PLC，当称量斗中的石灰、白云石质量达到石灰、白云石质量设定值的99%时，高位料仓振动给料机停止给料。称量斗内物料已配后，电炉旋转溜槽自动旋转到加料位置，然后自动启动电炉大倾角皮带运输机及皮带运输机，固定称量斗下的振动给料机开始振动给料，将称量斗内的物料输送到皮带运输机上，由皮带运输机输送到大倾角皮带运输机上，后物料通过旋转溜槽加入到电炉中。振动给料机给料过程中，PLC监测称量斗内该物料的质量变化，当固定称量斗内的石灰、白云石质量为零时，固定称量斗振动给料机停止振动。经过一段时间的延时后，皮带运输机及大倾角皮带运输机停止运行，旋转溜槽旋回到停止位。整个一次加料过程完成。加料过程工艺示意如图1所示。
1、现状分析
原设计是将规格小于50 mm石灰、白云石等物料用汽车运到上料区域，加入到地下料仓，再通过行车及上料装置加入到石灰、白云石的高位料仓，加料时由高位料仓的振动给料机加入到固定称量斗，当固定称量斗的物料质量达到设定值时，物料由固定称量斗的振动给料机输送到皮带机，但是在实际生产过程中物料加料时间很长，而且经常出现在固定称量斗下料口出现堵料的情况，当堵料的情况发生时，由于整个加料系统由PLC控制，PLC检测不到固定称量斗质量为零的信号，振动给料机不停地空振，皮带运输机及电炉大倾角皮带运输机不停地空转，旋转溜槽一直停留在电炉的加料位。每次出现堵料时都需要生产操作人员到现场操作箱位置将旋转溜槽手动旋回到停止位，通知设备维护人员处理。不仅使生产操作人员及设备维护人员的劳动强度大为增加，影响生产的正常进行，更为严重的是当堵料情况发生时，生产操作人员没有到现场操作箱位置将旋转溜槽手动旋回到停止位，由于电炉冶炼环境恶劣，温度高火焰大，旋转溜槽的溜管在加料位没有物料加入反而将电炉的火焰引导上去，将大倾角皮带运输机烧毁，造成重大设备事故。生产、设备技术人员分析事故的主要原因有两个:一是由于固定称量斗的振动给料机设计不合理，加料速度过小，造成加料时间过长;二是由于石灰、白云石尺寸规格过大。
2、改进措施
通过分析，根据物料特征及散状料加料系统结构，首先要求厂家提供的石灰、白云石等物料规格小于50 mm，并在上料区域地下料仓加料口，焊网格限制大块物料加入，但在实际问题处理过程中，由于厂家无法提供小于50 mm的石灰、白云石等规格的物料，所以焊网格限制加入的大块物料还需要安排大量人员处理，而且处理速度跟不上生产的节奏，后决定将地下料仓加料口网格限制放大到200 mm，并对散状料加料系统进行改造，重新设计制作了四个加大惯性的振动给料机，将惯性振动给料机的隔振弹簧加大，并对固定称量斗下料口进行改造。以下是散状料加料系统的工艺参数及振动给料机主要设计参数的计算过程。
2. 1 振动给料机宽度及深度的确定
振动给料机宽度及深度要根据生产工艺要求及物料的大小来确定。振动给料机外形图见图2。
3、设备特点及称量精度的提高方法
该加料系统采用双轴式惯性振动给料机，如图2所示。正常情况下它的两个振动电动机的旋转速度相等，但旋转方向相反;当两个振动电动机轴上的偏心块的偏心距和质量相等时，两个振动电动机轴的偏心块会产生水平方向互相抵消而竖直方向互相叠加的惯性力。因此，这种惯性振动给料机可以产生一种大小变化的直线激振力。当两台电动机上的偏心块反向同时起动回转时，虽然启动时可能有相位差，但其技术参数基本相同。由于它们遵循小能量消耗线路，自动互相追踪，达到自身平衡，实现相对同步回转后，在图3各瞬时位置中，离心力沿垂直A -A方向的分力总是互相抵消，而沿直A -Al方向的分力总是互相叠加，因此，形成了单一的沿直A -A方向的激振力，驱动给料机槽体作直线往复运动。在图3的1和3的位置上，离心力叠加，激振力大，在2和4的位置上，离心力抵消，激振力为零。
另外，为了提高称量精度，惯性式给料机电动机采用变频器控制。变频器的输出频率由PLC输出4一20 mA给定，当称量达到设定值的90%以前快速给料，达到90%以后给料机转为慢速给料，达到设定值99%时停止给料。这样就大大减小物料冲击对称量传感器的影响，同时也降低给料机振动惯性对称量精度影响，提高了称量的精度。
4、结束语
2003年9月该加料系统经过改造后，重新投产运行。石灰、白云石等物料的平均加料时间从原来每炉钢20一30 min缩短为每炉钢5min，没有再出现堵料、的情况，杜绝了设备事故隐患，同时大大减少了操作人员及设备维修人员的劳动强度，热停工时间大为降低，保证了冶炼生产的连续进行，缩短了冶炼时间，降低了生产成本，每个月增加收益数十万元，经济效益可观。
